基于双比较器的数字量输出通道线路故障监测电路的制作方法

本发明属于数字量输出通道故障检测，具体涉及基于双比较器的数字量输出通道线路故障监测电路。

背景技术：

1、24v数字量输出通道作为工业控制领域的常用通道类型，通常具有线路故障监测的需求，常用数字量输出通道线路故障监测电路较为复杂，电路体积较大，对多通道模块的限制较大。本发明利用较小体积的比较器作为核心器件搭建故障监测电路，在输出通道为低电平的情况下，通过输出线路并联10kω匹配电阻，实现线路中短路、断路的线路故障监测功能，同时能够对具体短路、断路故障做出区分，满足多通道模块的故障监测微型电路尺寸需求。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供基于双比较器的数字量输出通道线路故障监测电路。

2、基于双比较器的数字量输出通道线路故障监测电路，包括供电电源、输出通道、第一整流二极管d1、第二整流二极管d2、第三整流二极管d3、第四整流二极管d4、第一电阻r1、第二电阻r2、第三电阻r3、第四电阻r4、第五电阻r5、第一比较器u1、第二比较器u2；所述第一比较器u1、第二比较器u2外接供电电源；所述第二电阻r2、第三整流二极管d3、第三电阻r3构成第一分压电路，第二电阻r2一端与供电电源的正极连接，另一端与第三整流二极管d3的正极连接，第三整流二极管d3的负极与第三电阻r3的一端连接，第三电阻r3的另一端与供电电源的负极连接；所述第四电阻r4、第四整流二极管d4、第五电阻r5构成第二分压电路，第四电阻r4一端与供电电源的正极连接，另一端与第四整流二极管d4的正极连接，第四整流二极管d4的负极与第五电阻r5的一端连接，第五电阻r5的另一端与供电电源的负极连接；所述第一比较器u1的输入正端分别与第一电阻r1的一端、第二整流二极管d2的正极、第二比较器u2的输入负端连接，第一电阻r1的另一端与供电电源的正极连接，第一比较器u1的输入负端连接至第二电阻r2与第三整流二极管d3之间的线路上；所述第二比较器u2的输入正端连接至第四电阻r4与第四整流二极管d4之间的线路上；所述第二整流二极管d2的负极与输出通道的正极连接；所述第一整流二极管d1的正极与供电电源的负极连接，第一整流二极管d1的负极连接至输出通道的正极与第二整流二极管d2之间的线路上；所述输出通道的负极连接至供电电源的负极与第一整流二极管d1之间的线路上；所述第一比较器u1与第二比较器u2的输出端通过电平转换电路，接入mcu进行io端口电平检测，根据电平检测结果进行故障监测。

3、进一步地，所述第一比较器u1的io端口电平检测结果为io1，第二比较器u2的io端口电平检测结果为io2；

4、线路中无故障存在，且输出通道输出低电平时，io1与io2均为高电平；

5、线路中存在断路故障，且输出通道输出低电平时，io1为高电平，io2为低电平；

6、线路中存在短路故障，且输出通道输出低电平时，io1为低电平，io2为高电平。

7、进一步地，所述供电电源的供电电压为24v，第一电阻r1为70kω，第二电阻r2为11kω，第三电阻r3为1kω，第四电阻r4为10kω、第五电阻r5为15kω。

8、进一步地，所述输出通道使用时通过并联10kω电阻与输出设备相连。

9、本发明的有益效果在于：

10、本发明利用较小体积的比较器作为核心器件搭建故障监测电路，在输出通道为低电平的情况下，根据线路不同状态时双比较器电压不同，进而输出电平发生改变，利用电平监测实现线路故障监测的目的。本发明整体结构简单，便于实现，成本低，电路体积小，可实现线路中短路、断路的线路故障监测功能，同时能够对具体短路、断路故障做出区分，满足多通道模块的故障监测微型电路尺寸需求。

技术特征：

1.基于双比较器的数字量输出通道线路故障监测电路，其特征在于：包括供电电源、输出通道、第一整流二极管d1、第二整流二极管d2、第三整流二极管d3、第四整流二极管d4、第一电阻r1、第二电阻r2、第三电阻r3、第四电阻r4、第五电阻r5、第一比较器u1、第二比较器u2；所述第一比较器u1、第二比较器u2外接供电电源；所述第二电阻r2、第三整流二极管d3、第三电阻r3构成第一分压电路，第二电阻r2一端与供电电源的正极连接，另一端与第三整流二极管d3的正极连接，第三整流二极管d3的负极与第三电阻r3的一端连接，第三电阻r3的另一端与供电电源的负极连接；所述第四电阻r4、第四整流二极管d4、第五电阻r5构成第二分压电路，第四电阻r4一端与供电电源的正极连接，另一端与第四整流二极管d4的正极连接，第四整流二极管d4的负极与第五电阻r5的一端连接，第五电阻r5的另一端与供电电源的负极连接；所述第一比较器u1的输入正端分别与第一电阻r1的一端、第二整流二极管d2的正极、第二比较器u2的输入负端连接，第一电阻r1的另一端与供电电源的正极连接，第一比较器u1的输入负端连接至第二电阻r2与第三整流二极管d3之间的线路上；所述第二比较器u2的输入正端连接至第四电阻r4与第四整流二极管d4之间的线路上；所述第二整流二极管d2的负极与输出通道的正极连接；所述第一整流二极管d1的正极与供电电源的负极连接，第一整流二极管d1的负极连接至输出通道的正极与第二整流二极管d2之间的线路上；所述输出通道的负极连接至供电电源的负极与第一整流二极管d1之间的线路上；所述第一比较器u1与第二比较器u2的输出端通过电平转换电路，接入mcu进行io端口电平检测，根据电平检测结果进行故障监测。

2.根据权利要求1所述的基于双比较器的数字量输出通道线路故障监测电路，其特征在于：所述第一比较器u1的io端口电平检测结果为io1，第二比较器u2的io端口电平检测结果为io2；

3.根据权利要求1所述的基于双比较器的数字量输出通道线路故障监测电路，其特征在于：所述供电电源的供电电压为24v，第一电阻r1为70kω，第二电阻r2为11kω，第三电阻r3为1kω，第四电阻r4为10kω、第五电阻r5为15kω。

4.根据权利要求3所述的基于双比较器的数字量输出通道线路故障监测电路，其特征在于：所述输出通道使用时通过并联10kω电阻与输出设备相连。

技术总结
本发明属于数字量输出通道故障检测技术领域，具体涉及基于双比较器的数字量输出通道线路故障监测电路。本发明利用较小体积的比较器作为核心器件搭建故障监测电路，在输出通道为低电平的情况下，根据线路不同状态时双比较器电压不同，进而输出电平发生改变，利用电平监测实现线路故障监测的目的。本发明整体结构简单，便于实现，成本低，电路体积小，可实现线路中短路、断路的线路故障监测功能，同时能够对具体短路、断路故障做出区分，满足多通道模块的故障监测微型电路尺寸需求。

技术研发人员：姜健,李成,齐跃,陈卓,王博强
受保护的技术使用者：中国船舶重工集团公司第七0三研究所
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13